含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料及其制备方法技术

含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料及其制备方法，通过将香豆素骨架引入到传统的2‑苯基吡啶类配体中，通过控制取代位置的变化以及采用非对称结构类型同时实现对所得铱配合物发光波长和发光效率的双重调控，获得具有结构简单且性能优异的有机电致磷光材料，本发明专利技术利用香豆素骨架结构高度刚性，简单，易于合成，强的发光特性等特点，实现对所得铱配合物发光波长和发光效率的双重调控。

【技术实现步骤摘要】
含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料及其制备方法
本专利技术涉有机电致发光领域，尤其涉及一种含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料及其制备方法。
技术介绍
有机电致发光是指有机发光材料在所施加电场激发下从基态跃迁到激发态，再由激发态回到基态的过程中辐射发光的现象。电致发光与光致发光不同，载流子自旋统计规律表明：载流子从两电极注入，在有机电致发光器件(OLED)中产生的单线态激子与三线态激子的比例约为1:3。传统的荧光材料只能利用器件中产生的25％的单线态激子发光，器件的外量子效率通常小于5％，严重限制了OLED技术的应用。磷光材料中通常引入了铱，铂等重金属原子，重金属原子强的自旋轨道耦合效应增强了电子态的系间窜越作用，致使基于磷光材料的OLED器件的内量子效率理论上为100％，所以基于磷光材料器件的EQE将极大优于基于荧光材料的器件。磷光材料中铱和铂的配合物研究的最为成熟，而铱配合物的电致发光性能通常优于铂配合物。因此，研究开发有机金属铱磷光发光材料一直是有机电致发光器件领域的热点方向。香豆素骨架属于刚性的苯并杂环结构，大的刚性有助于发光材料的辐射跃迁，减小非辐射跃迁的几率，提高材料的发光量子效率，通常香豆素衍生物均具有较高的发光量子产率。又由于香豆素骨架结构简单，易于合成和功能化，将其应用于合成性能优异的有机金属铱配合物磷光材料必是高度可行的方案。通常，铱配合物发光颜色的调控需要对配体进行复杂的修饰才能实现；而香豆素骨架仅通过在苯环上不同取代位置的修饰得到的Ir(C^N)2(acac)型就可实现红、橙和绿颜色的调控，获得的配合物均具有高的发光量子产率。研究表明:非对称Ir(C1^N)(C2^N)(acac)型配合物是实现量子产率和发光颜色双重调控的有效手段，将具有香豆素骨架的配体与2-苯基喹啉合成具有非对称结构的铱配合物磷光材料可进一步实现对材料性能的调控。近年来随着OLED在显示与照明技术产业化进程的加快，京东方，天马,微信诺等公司投入巨资建成众多产线。基于产业化的进一步发展，设计并合成结构简单且性能优异的有机电致磷光材料仍然具有重大的实用前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料，利用香豆素骨架结构高度刚性，简单，易于合成，强的发光特性等特点；通过控制取代位置的变化以及采用非对称结构类型同时，实现对所得铱配合物发光波长和发光效率的双重调控，获得具有结构简单且性能优异的有机电致磷光材料。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料，其结构通式为：其中Ar取自下列C5–C8任意一种结构：上述含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料的制备方法，包括以下步骤：第一步：合成含有香豆素骨架的2-苯基吡啶类有机配体；(1)对于有机配体L-C5和L-C7合成方案如下：①在氮气氛围下，将DL-苹果酸和间溴苯酚按物质的量1：(1.4-1.8)的比例投入反应器中，冰水浴搅拌条件下滴入质量分数98％的浓硫酸，其加入量为每10克间溴苯酚加入13毫升浓硫酸；随后氮气氛围下加热至115℃至125℃，搅拌反应6-8小时后冷却至室温；将反应混合液滴入冰冷的饱和食盐水中，过滤并水洗数次后得到粗产品，然后将其用层析硅胶柱纯化即可得产品Br-C5和Br-C7；②在甲苯溶液中，Pd(PPh3)4的催化下，Br-C5或Br-C7与三正丁基2-吡啶锡发生Stille偶联反应，生成最终的有机配体L-C5或L-C7。所述的Br-C5、Br-C7、L-C5和L-C7分别对应的分子或配体如下式：(2)对于有机配体L-C6合成方案如下：①将对溴苯酚与丙烯酸甲酯按物质的量1：(1-2.5)的比例投入于含1,2-二氯乙烷溶剂的反应器中完全溶解，再相继加入0.5倍摩尔量的醋酸铜、5％摩尔量的醋酸钯、1.5倍摩尔量的醋酸钠、10％摩尔量的1,10-菲啰啉和适量的分子筛，110℃下反应20-36小时，反应完后冷却至室温，过滤除去不溶杂质，二氯甲烷洗涤滤饼，滤液减压旋蒸除去溶剂，用硅胶柱色谱分离纯化发生环化反应生成Br-C6；②甲苯溶液中，在Pd(PPh3)4的催化下，Br-C6与三正丁基2-吡啶锡发生Stille偶联反应，生成最终的有机配体L-C6；所述的Br-C6、L-C6分别对应的分子或配体如下式：(3)对于有机配体L-C8合成方案如下：①环境条件下，加入乙腈溶剂于反应容器中，将邻溴苯酚和多聚甲醛以物质的量1:(3-7)的比例加入溶剂中，再加入1.5-2.5倍摩尔量的无水氯化镁、2-4倍摩尔量的三乙胺，回流条件下反应8-10小时后恢复至室温；过滤除去不溶物，所得滤液浓缩得粗产品，然后将其用层析硅胶柱纯化即可得产品BA；②在氮气氛围下，将BA和醋酸钾以物质的量(1.4-1.8)：1的比例放入反应容器，再加入13-20倍摩尔量于BA的醋酸酐，170℃搅拌回流6-8小时；反应结束后冷却至室温，加水稀释，搅拌状态下缓慢加碳酸钠水溶液直至溶液呈中性，二氯甲烷萃取中和后的液体，合并所有的有机相，无水硫酸钠干燥，浓缩有机相得粗产品，然后将其用层析硅胶柱纯化即可得产品Br-C8；③甲苯溶液中，在Pd(PPh3)4的催化下，Br-C5或Br-C7与三正丁基2-吡啶锡发生Stille偶联反应，生成最终的有机配体L-C8。所述的BA、Br-C8、L-C8分别对应的分子或配体如下式：第二步：金属铱二聚体配合物的合成，具体为：(1)对于对称Ir(C^N)2(acac)型电致磷光材料：将步骤一所得的有机配体与水合三氯化铱按物质的量(2-3)：1的比例投入反应容器，在氮气氛围下，向所述反应容器中再加入可将反应物完全溶解的四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为(2-5)：1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌16小时后冷至室温；将反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸钠将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物—金属铱二聚体配合物；(2)对于非对称Ir(C1^N)(C2^N)(acac)型电致磷光材料：将含香豆素骨架有机配体与2-苯基喹啉以及水合三氯化铱按照物质的量1:1:1的比例投入反应容器中，在氮气氛围下，向所述反应容器中再加入可将反应物完全溶解的四氢呋喃与水的混合溶剂，混合溶剂中四氢呋喃与水的体积比为(2-5)：1，氮气氛围中加热至100℃至110℃，搅拌16小时后冷至室温；将反应混合液转移至分液漏斗中分液，得到上层为四氢呋喃有机层，并用无水硫酸钠将四氢呋喃有机层干燥，用旋转蒸发仪除去四氢呋喃溶剂，即可得到反应中间产物—金属铱二聚体配合物；第三步：含有香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料的合成：直接将金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊完全溶解于二氯甲烷中，金属铱二聚体配合物与乙酰丙酮铊按照物质的量比例为1：(2-3)，氮气氛围中室温搅拌16小时，所得的反应溶液浓缩得到粗产品，然后将其在层析硅胶柱或自制薄层硅胶色谱板上纯化，得到最终产品即有机金属铱配合物发光材料，分别为：式IrC5、IrC7、AIrC7、IrC8、AIrC5、AIrC6out、AIrC6in、AIrC7out、AIrC7in、A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料，其结构通式为：

【技术特征摘要】
1.含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料，其结构通式为：其中Ar取自下列C5–C8任意一种结构：2.基于权利要求1所述的含香豆素骨架的有机金属铱配合物磷光材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：合成含有香豆素骨架的2-苯基吡啶类有机配体；(1)对于有机配体L-C5和L-C7合成方案如下：①在氮气氛围下，将DL-苹果酸和间溴苯酚按物质的量1：(1.4-1.8)的比例投入反应器中，冰水浴搅拌条件下滴入质量分数98％的浓硫酸，其加入量为每10克间溴苯酚加入13毫升浓硫酸；随后氮气氛围下加热至115℃至125℃，搅拌反应6-8小时后冷却至室温；将反应混合液滴入冰冷的饱和食盐水中，过滤并水洗数次后得到粗产品，然后将其用层析硅胶柱纯化即可得产品Br-C5和Br-C7；②在甲苯溶液中，Pd(PPh3)4的催化下，Br-C5或Br-C7与三正丁基2-吡啶锡发生Stille偶联反应，生成最终的有机配体L-C5或L-C7。所述的Br-C5、Br-C7、L-C5和L-C7分别对应的分子或配体如下式：(2)对于有机配体L-C6合成方案如下：①将对溴苯酚与丙烯酸甲酯按物质的量1：(1-2.5)的比例投入于含1,2-二氯乙烷溶剂的反应器中完全溶解，再相继加入0.5倍摩尔量的醋酸铜、5％摩尔量的醋酸钯、1.5倍摩尔量的醋酸钠、10％摩尔量的1,10-菲啰啉和适量的分子筛，110℃下反应20-36小时，反应完后冷却至室温，过滤除去不溶杂质，二氯甲烷洗涤滤饼，滤液减压旋蒸除去溶剂，用硅胶柱色谱分离纯化发生环化反应生成Br-C6；②甲苯溶液中，在Pd(PPh3)4的催化下，Br-C6与三正丁基2-吡啶锡发生Stille偶联反应，生成最终的有机配体L-C6；所述的Br-C6、L-C6分别对应的分子或配体如下式：(3)对于有机配体L-C8合成方案如下：①环境条件下，加入乙腈溶剂于反应容器中，将邻溴苯酚和多聚甲醛以物质的量1:(3-7)的比例加入溶剂中，再加入1.5-2.5倍摩尔量的无水氯化镁、2-4倍摩尔量的三乙胺，回流条件下反应8-10小时后恢复至室温；过滤除去不溶物，所得滤液浓缩得粗产品，然后将其用层析硅胶柱纯化即可得产品BA；②在氮气氛围下，将BA和醋酸钾以物质的量(1.4-1.8)：1的比例放入反应容器，再加入13-20倍摩尔量于BA的醋酸酐，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：周桂江，冯钊，杨晓龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61